磁光式光调制器的制作方法

本发明涉及一种磁光式光调制器、一种磁场传感器、一种温度传感器、一种信号处理器、一种存储器设备、一种读取存储器设备的方法和一种计算机程序产品。

背景技术：

磁光式设备可用于不同种类的应用，包括光学开关、传感器和用于光学计算的逻辑设备。过去已经探索各种磁光效应并做出各种尝试来增强效果，从而使其可在容易获得的温度范围中和施加的磁场中进行工业应用。

例如，us6243193b1公开了一种磁光式光调制器，其包括第一偏光镜、透明的磁光部件(包括沉积在基板的表面上的磁光膜)和第二偏光镜。基板的表面包括深度在0.1μm至5μm的范围内的特征。特征的侧表面以厚度为5nm至200nm的磁光膜覆盖。来自光源的光通量通过第一偏光镜、磁光部件和第二偏光镜。入射光通量强度的变化可导致通过磁光式光调制器透射的光通量的强度的急剧变化。

技术实现要素：

本发明的实施例提供了一种用于基于作为调制器的输入提供的物理性质来调制光的磁光式光调制器。调制器包括具有材料区域(例如，沉积在基板上的)的基板。材料区域包括eu(1-x)sr(x)mo3的膜。此处，0≤x<1。调制器还包括被改变以适用于引导光通过材料区域的光波导和第一控制单元，该第一控制单元被改变以适用于：

-在物理性质是是材料区域影响的输入磁场的情况下，将材料区域保持在恒定的预定温度，或者

-在物理性质是材料区域的输入温度的情况下，保持材料区域经受恒定的预定磁场，

光调制器被改变以适用于使用材料区域的双折射执行光的调制，该双折射取决于物理性质。

根据本发明的实施例，m是下列金属中的任意一个：ti、hf、zr、th。

根据本发明的实施例，x小于0.5，优选地小于0.3。

实施例可具有可提供高效率和灵敏度的光调制器的优点。光沿着预定方向引导通过材料区域和下面的基板。必须注意的是，在整个说明书中，陈述“引导光通过材料区域”总是包含通过eu(1-x)sr(x)mo3和基板两者的光的方向，这是由于eu(1-x)sr(x)mo3总是位于基板的顶部。

材料区域的双折射确定光如何通过材料透射。例如，材料区域位于两个正交偏光镜之间，并且光被引导通过第一偏光镜，从第一偏光镜通过材料区域并且从材料区域通过第二偏光镜。取决于材料区域的双折射的当前状态，材料区域改变入射到材料区域的偏振光的偏振。结果是，引导通过第二偏光镜的光在强度上调制。

通常，光调制器可用作光学设备中的波片，以改变通过它的光的偏振状态。此外，光调制器可用作非线性光学应用中的光调制器。

根据实施例，基板是srtio3(sto)基板。然而，还可使用任意其它基板，只要其在引导通过材料区域的光的波长范围内是光学透明的。优选地，基板的晶格常数和沉积的eto高度相似，使得eto与基板之间的应变最小化。

因此，绝缘eu(1-x)sr(x)mo3沉积在薄(例如，sto)基板上(两者都是非磁性材料)的高质量透明薄膜的磁光活性可用作用于光调制的通用工具。操作温度接近室温并且可允许多设备工程。通过使用小磁场，设备的双折射可关闭和打开。类似地，样本在场中的转动可改变其双折射δn。

例如，eutio3(eto)在室温下具有立方钙钛矿结构，并且在ts＝282k处经历到四方晶系的结构相变。通过介电常数的磁场依赖性证明，在tn＝5.7k以下，eu4f⁷自旋g型反铁磁体，并且发生大的磁电耦合。

根据本发明的实施例，光调制器还包括用于生成将被引导通过材料区域的光的光源和被改变以适用于通过根据被引导通过材料区域的光确定材料区域的透光学明度来确定光的调制的光检测器。取决于输入磁场的强度和方向，材料区域的光学透明度可改变。透明度的该变化的分析可随后用于确定输入磁场的场强。为此，材料区域的温度必须保持在恒定的预定温度。相反，可以分析透明度的变化，以确定在材料区域经受恒定的磁场的情况下活性材料的实际温度。因此，能够提供能够感测磁场并能够充当温度传感器的检测器。

对于技术人员来说可以理解的是，材料区域的透明度可以以许多不同的方式确定。偏振光和波片的使用仅仅是如何能根据输入磁场或温度光学地检测材料区域的双折射的变化的一个示例。

根据本发明的实施例，调制器还包括被改变以适用于从确定的透明度和恒定的预定温度确定输入磁场的场强或从确定的透明度和恒定的预定磁场确定输入温度的估算单元。例如，输入磁场的场强和输入温度被确定为绝对值或相对值。相对值相对于基准值确定，该基准值在光学透明度的前一次确定中获得。因此，如果调制器被正确地校准，则可以将材料区域的检测到的透明度分配给特定绝对温度或磁场强度。由于材料的双折射很大程度上取决于输入磁场的方向，或者输入磁场的方向需要固定和预定，或者可以使用能够检测输入磁场相对于材料区域的晶向的方向的另一传感器。对方向和透明度的了解可随后用于确定磁场强度的正确的绝对值。

特别是在设备未校准的情况下，输入温度可作为相对于从光学透明度的前一次确定中获得的(例如)基准值(基准温度值或基准透明度值)的相对值确定。例如，可执行在其中确定特定透明度的第一测量。该透明度可赋予输入温度的基准值。在随后的第二测量中，可再次确定透明度。在输入温度已改变的情况下，透明度也将在某种程度上改变。由第二测量确定的透明度与由第一测量确定的透明度之间的比率指示温度的相对变化。这是可能的，由于特别是针对大于0.1t的恒定磁场和沿着eu(1-x)sr(x)mo3的方向定向的恒定磁场，材料区域的双折射示出了对范围在200k-280k中的输入温度的更多或更少的线性依赖性。

应用调制器的示例还可以是发动机的转轴的角速度的测量。通过(例如)将磁体安装到轴上，轴的转动将引起磁场相对于调制器的转动。磁体的转动(移动或改变)的磁场将引起材料区域的双折射的持续调制。随后，这可使用引导通过材料区域的光进行检测。材料区域的透明度的改变频率指示转轴的角速度。

根据本发明的实施例，调制器还包括用于生成输入磁场的磁体和耦接到控制输入的第二控制单元，第二控制单元被改变以适用于基于可经由控制输入接收的输入信号控制具有期望的场强和/或磁场方向的输入磁场的生成。这可允许能够通过基于输入信号调谐磁场强度和/或磁场方向控制光通过材料区域的透射的光学开关的设计。例如，激光的振幅、相或偏振调制可以使用非常高频率的调制器来实现。

根据本发明的实施例，第二控制单元被进一步改变以适用于使用材料区域和磁体的相对转动控制输入磁场的磁场方向。由于材料区域的双折射对输入磁场相对于eu(1-x)sr(x)mo3的晶向的方向的依赖性，这是可行的。

根据本发明的实施例，调制器还包括：

-一个或更多个基板，承载多个材料区域，这些区域在空间上相互分隔开，光波导被改变以适用于引导光通过分隔开的材料的区域，

-磁体，用于生成具有恒定的预定场强和/或相对于调制器的磁场方向的输入磁场。

有利地，所有材料区域经历相同的温度，使得对于所有材料区域来说关于温度和磁场的一般条件相同。区域的eu(1-x)sr(x)mo3的晶向可对于所有区域来说相同，或者可以使用区域的eu(1-x)sr(x)mo3的两个不同晶向。在所有情况下，晶向均是相对于调制器的。在使用承载所有独立的eu(1-x)sr(x)mo3区域的单个基板的情况下，这意味着晶向是相对于基板的。

此类调制器可具有以下优点，例如之前描述的关于调制器作为开关使用的所有实施例在转换(switching)或调制质量方面可以进一步改善。替代使用转换或调制入射光束的单个材料区域，光束可分为多个光束，它们使用光波导引导通过所有分隔的材料区域。引导通过该区域的光随后再次聚拢为单个输出光束。即使区域中的单独区域的化学质量、操作温度或输入磁场可能不如期望的完美，由这种单独区域的操作的质量的这种缺乏造成的“误差”可被平均并因此可忽略。

此类调制器的另一益处可以是调制器能够作为用于存储二进制数据的二进制存储器。在这种情况下，二进制数据值可使用区域中的eu(1-x)sr(x)mo3的两个不同晶向编码。通过在对于所有材料区域相同的确定状况下(例如)经由材料区域的透明度确定双折射，确定的双折射将反映二进制编码。例如，暗(不透明或较不透明)的区域可与值0相对应，而明亮(透明或更加透明)的区域可与值1相对应。

根据本发明的实施例，调制器还包括

-光源，用于生成将被引导通过材料区域的光，

-光检测器，被改变以适用于通过由引导通过所述材料区域的光确定每个材料区域的光学透明度来确定光的调制，

-估算单元，被改变以适用于由确定的透明度确定使用区域中的eu(1-x)sr(x)mo3的两个不同晶向编码的一个或更多个二进制数据值，两个晶向是相对于调制器的。

该实施例可提供能够经由接口耦接到任意数据处理系统并用作永久性存储器(rom)的完全集成的设备。此类存储器的益处可以是设备的耐久度。类似dvd或cd的许多光学存储器具有由使用的聚合物的自然劣化造成的受限的耐久度。类似硬盘驱动器或磁带的磁性存储器具有由用于存储器数据的磁畴的重新定向的风险造成的受限的耐久度。然而，在讨论的调制器的情况下，材料区域的晶向的自主重新定向的风险显著降低或甚至等于零。此外，调制器对外部磁场的意外暴露不损害材料区域的晶向，并且对于大的温度范围来说保证了区域的结晶稳定性。这可能有利于将调制器用于高度稳定和安全的数据存储。

必须注意的是，区域中的eu(1-x)sr(x)mo3的期望晶向能够以多种方式实现。示例是在已存在的基板表面上使用机械工具(如afm探针)的eutio3的机械定向。此外，可将基板预构造在单独的岛中，使得单独基板岛的晶向被首先预定。然后，在岛上沉积eu(1-x)sr(x)mo3，这可导致eu(1-x)sr(x)mo3晶体根据下面的单独基板岛的晶向而进行的晶向的自对准。因此，执行基板的预构造，以获eu(1-x)sr(x)mo3的两个期望晶向。可使用光刻技术执行基板的预构造。

根据本发明的实施例，材料区域连同基板在400nm至700nm的光学波长下具有大于85％的光学透明度。优选地，光学透明度大于92％。

根据本发明的实施例，eu(1-x)sr(x)mo3是单晶的。此外，

-输入磁场和恒定磁场沿着eu(1-x)sr(x)mo3的方向定向，和/或

-恒定磁场大于0.05t，和/或

-恒定的温度在100k与280k之间，

-由光源生成的光具有400nm与700nm之间的光学波长。

优选地，恒定磁场大于0.1t。

输入磁场定向和恒定的温度范围的下列其它组合可能是有益的：

-沿着eu(1-x)sr(x)mo3的方向定向的恒定磁场和在100k与280k之间、更加优选地在100k与250k之间恒定的温度，

-沿着eu(1-x)sr(x)mo3的[110]方向定向的恒定磁场和在100k与200k之间、更加优选地在100k与180k之间恒定的温度，

-沿着eu(1-x)sr(x)mo3的[010]方向定向的恒定磁场和在100k与200k之间、更加优选地在100k与180k之间恒定的温度。

在另一方面，本发明涉及一种磁场传感器、一种温度传感器、一种信号处理器和一种存储器设备，它们分别包括上面描述的调制器。

在另一方面，本发明涉及一种用于存储一个或更多个二进制数据值的存储器设备，存储器设备包括具有多个材料区域的一个或更多个基板(例如，srtio3基板)，每个材料区域包括eu(1-x)sr(x)mo3的膜，区域在空间上相互间隔，eu(1-x)sr(x)mo3是单晶的，二进制数据值使用区域中的eu(1-x)sr(x)mo3的两个不同晶向在区域中编码，两个晶向是相对于设备的。在单个基板的情况下，两个晶向是相对于基板的。

存储器设备可以以类似例如闪存驱动器或固态驱动器(在其中不存在移动的机械组件)的方式提供。可选地，存储器设备可作为能够旋转以光学地读出编码的信息的盘提供。还可以提供存储器设备，使得可移动的读头能够以期望的方式从单独的材料区域中读取信息。

在本发明的另一方面，提供用于读取存储器设备的读取器。读取器包括在读取器的读出区处生成磁场的磁体。磁场具有恒定磁场强度和相对于设备的恒定的磁场方向，其中读取器还包括处理器和存储器，存储器包括指令，其中，指令由处理器的执行使读取器：

-在读出区中确定沿着相对于设备的预定的恒定方向的区域的光学透明度，

-由确定的透明度中确定在区域中编码的二进制数据值。

在存储器设备是转盘的情况下，读出区由读取器的特定空间区域给出，通过该特定空间区域材料区域借助转动移动。通常，在读出区中，磁场和局部温度是恒定的。此外，多于一个读出区可以用于读取二进制数据值。因此，多个读出区可同时使用。

在存储器作为材料区域的静止的不可移动装置提供的情况下，读取器可包括可移动到期望的各材料区域的一个或更多个读头。因此，读出区与读头共同移动。此外，读出区可以同时覆盖所有材料区域。此外，每个材料区域与固定的读头(检测器)关联，使得不再需要可移动的部件。

在另一方面，本发明涉及一种用于读取存储一个或更多个二进制数据值的存储器设备的方法，该存储器设备包括具有多个材料区域的一个或更多个基板(例如，srtio3基板)，每个材料区域包括eu(1-x)sr(x)mo3的膜，区域在空间上相互间隔，eu(1-x)sr(x)mo3是单晶的，二进制数据值使用区域中的eu(1-x)sr(x)mo3的两个不同晶向在区域中编码，两个晶向是相对于设备的，读取器包括在读取器的读出区处生成磁场的磁体，磁场具有恒定磁场强度和相对于设备的恒定的磁场方向，该方法包括：

-在读出区中确定沿着相对于设备的预定的恒定方向的区域的光学透明度，

-由确定的透明度确定在区域中编码的二进制数据值。

在另一方面，本发明涉及一种包括计算机可执行指令的计算机程序产品，以执行如上所述的方法。

应该理解的是，本发明的一个或更多个前述实施例可进行组合，只要组合的实施例不互相排斥。

附图说明

在本发明的下列优选实施例中仅借助参照附图的示例更详细地描述，其中：

图1是用作信号处理器的磁光式光调制器的框图，

图2是用作磁场检测器的磁光式光调制器的框图，

图3是用作存储器设备的调制器的框图，

图4是包括多个存储器单元的存储器设备的示意图，

图5描绘了在eto膜上和sto基板的测量的双折射，

图6描绘了作为温度的函数的在eto膜上的测量的双折射，

图7描绘了作为在h＝0.02t处温度的函数的在eto膜上的测量的双折射，

图8描绘了在h＝0.1t处温度的函数的在eto膜上的测量的双折射，

图9描绘了作为温度的函数的在eto膜上的测量的双折射。

具体实施方式

在下文中，类似的元件由相同的标号描绘。

图1示出了用作信号处理器的磁光式光调制器100的框图。调制器100包括第一光波导106和第二光波导108。两个波导改变以适用于沿着预定方向引导光通过材料区域130和下方的基板114。入射到光波导106的光束102透射通过材料区域130和下方的基板114，被光波导108捕获并作为透射的光束104从波导108耦出。

在下文中，为了简单起见，假设没有对使用的eutio3的膜的普遍性的限制，即，在eu(1-x)sr(x)mo中，x具有值0并且m由给出为ti。然而，技术人员将理解的是，x可具有其它值0≤x<1并且m可以是从ti、hf、zr、th中选择的任意金属。

材料区域130包括沉积在srtio3(sto)基板上的eutio3(eto)膜。eto由标号112指定并且sto由标号114指定。载体116支撑调制器100中的材料区域130和基板。此处必须注意的是，在整个说明书中，基板114自身能够形成承载eto的载体。

调制器100还包括电磁体110。磁场相对于eto112的晶向的方向固定。然而，借助控制器122能够调制由磁体110所生成的磁场的强度。控制器122包括处理器124和存储器126。存储器126包括能够由处理器124执行以控制控制器122的指令128。指令128的执行使控制器122(例如)将经由接口120接收的控制信号转变为相应地操作磁体110的控制信号。

在图1中还示出了温度控制器118。包括在调制器100中的温度控制器118改变以适用于将材料区域130保持在预定温度。

在特定温度下并且通过施加磁场，兴趣区域130的双折射能够被调谐。例如，光波导106和108包括正交偏光镜。根据双折射的当前状态，在图1中从顶部进入到兴趣区域中的偏振光被调制。结果是，光束104的光强度被调制。

因此，根据经由接口120接收的控制信号，光束104的强度能够被调制和控制。在不使用具有光波导108的偏光镜的情况下，光束104的偏振能够被调制。

图2是用作磁场检测器的磁光式光调制器100的框图。替代使用预定的静磁场，兴趣区域430仅使用温度控制器118保持在预定温度。光源200经由光波导106提供通过兴趣区域130和基板114的光束。光检测器202经由光波导108检测透射通过兴趣区域130和基板的光。

根据在兴趣区域130处经历的磁场，由检测器202检测到的光束的强度或偏振被调制。再次，如在上面关于图1所描述的，光波导可相应地包括波片或偏光镜，其允许检测由区域130中的材料的双折射性质的变化所造成的相变。

再次，调制器100包括控制单元122，该控制单元包括处理器124和存储器126，其中存储器126包括指令128。指令128允许控制估算单元204，将通过由检测器202测量的光强度而检测到的材料区域130的透明度归因于材料区域130所经历的特定磁场强度。此外，指令128允许将确定的磁场强度经由接口122提供到接收者，例如，外部数据处理系统。

图3示出了用作存储器设备的调制器100的框图。出于该目的，调制器100包括多个材料区域130。材料区域130全部由载体116支撑并编码二进制数据值。二进制数据值使用eto112相对于载体116的两个不同晶向编码。通过经由磁体110施加恒定磁场并且使用温度控制器118将所有材料区域保持在相同的恒定温度，eto将具有两个清楚限定的双折射状态，这两个双折射状态能够使用由光源200生成的偏振光彼此区别并且能够经由使用检测器202的另一偏光镜检测。

检测器202再次耦接到估算单元204，该估算单元204改变以适用于将针对材料区域130的检测的光强度赋予特定二进制值0或1。在实例中，控制单元122包括处理器124和存储器126，该存储器的指令128能够控制光源200，以将相应偏振光束发射到材料区域130的特定一个。指令128的执行可以引起(例如)光源200移动，使得发射的光束透射通过期望的材料区域并且随后由检测器202捕获。因此，每个“存储器单元”130能够独立编址并且独立读出。

图4是承载多个材料区域130的载体116的示意性俯视图。因此，借助图3的光源200的二维移动并且如有必要还借助图3的光检测器202的二维移动，使用材料区域的双折射性质编码的二进制信息能够被读出。

随后，读取信息可经由接口120提供到外部数据处理系统。

在下文中，将描述关于基板114上的材料区域130的示例性制备的细节。可以提供沉积在例如薄sto基板的eto的膜，它们是高度透明的，单晶的，在室温下立方晶系的，并且是无应变/无应力的。这些膜允许观察它们在四方晶系相中的双折射性质，并且能够检测在t*≈190k从四方晶系到单斜晶系的另一结构相变。

eto的样本可通过在1300℃反复加热ti2o3和eu2o3的混合物合成，同时在它们之间进行研磨，这确保了最佳的目标性质。膜可在sto(001)单晶基板上生长。对于pld烧蚀工艺可使用波长为248nm的krf准分子激光。目标上的能量密度可为～1.6j/cm²，并且脉冲激光束的频率可为10hz。可使用的沉积速率，例如，通过利用轮廓仪测量膜厚度来校准。根据辐射高温计读数，使用电阻加热器将基板温度在膜生长期间保持恒定在600℃。在沉积膜时，应该确保氧气流具有4.4sccm的流率，沉积腔中的压力为1·10^-5豪巴。相应产生的膜已由扫描电子显微镜(sem)表征出具有平滑和均匀的表面，由原子力显微镜(afm)验证出小于0.25nm的表面粗糙度，并且x射线衍射(cukα1辐射)确认了室温下的立方对称，而没有c轴收缩或膨胀。膜的电阻大于10mω，并且由椭圆偏振光谱确定的能带间隙为4.53±0.07ev。

执行了磁化率测量并且确认了在tn＝5.1k处向afm级的转变。通过双折射δn测量(图5a)，检测到ts＝282k处的立方-四方晶系转变。图5a示出了作为温度的函数的eto膜的测量的双折射δn。两个转变温度由竖直线标记。直的红线是由landau理论预测的双折射的行为。短划线指示了低于190k时的斜率变化，并且点虚线指的是由sto的前导动态(precursordynamics)引起的接下来的斜率变化。插入图示出了相同的情况，然而数据去掉了直线。在ts处，δn采用有限值并随着温度减小线性地增大。δn偏离线性在约t*≈190k处并且在该图的插入图中举例示出，其中在插入图中去掉了直线部分。斜率的另一变化发生在约150k，其可能指定sto基板的前导动态的发生(onset)(图5b，示出了sto基板的测量的双折射)。

双折射测量在沿着[001]方向定向并沉积在单晶sto基板上的厚度为1μm的eto膜上进行。膜和基板的厚度总共为85μm。在所有测量中，使用linkamtmsg600温度工作台结合metripol双折射成像系统(oxfordcryosystems)。该系统包含偏光显微镜和控制偏光镜的转数(通常为10转)的计算机、分析器和测量偏光镜的每个位置处的光强度i的ccd相机。该强度由下列关系给定：

其中，io是通过样本的光的强度(透射比)，φ是与预定水平轴线相关的光率体的轴线的角度，并且δ是偏振光分量之间的相位差，其中：

δ＝2πλ^-1(n1-n2)d,

其中，λ是光的波长并且d是样本(在本情况中为薄膜)的厚度。双折射被限定为δn＝(n1-n2)并且如所见到的，在沿显微镜轴线向下的投影中进行测量。metripol系统的关注特征是修正源于未校正光学信号的背景的结果，例如，源自tmsg600工作台中使用的玻璃窗。由于该背景，最终信号是一种由下式描述的有效迟滞：

其中，m＝sin-1(|sinδm|)和是样本(此处为eto/sto样本)的相移和定向角度，并且δb＝sin^-1(|sinδb|)和是样本外侧的背景的相移和定向角度。通过这种方式，双折射可利用10^-6级的非常高的灵敏度检测。

光率体的主轴线可相对于四方晶系晶胞的[001]方向成0°或90°定向。因此，测量的通过eto/sto样本的光束不平行于光学轴线(对于四方晶系对称的[001]方向)，并且光分束为正常射线和非常射线。由于该系统的重要益处(相比于传统正交偏光镜方法)在于光率体的定向(即，样本)无关紧要并且确定了δn的绝对值，光率体的这两个可能的定向不是获得双折射的温度依赖性的障碍。实验上，使用570nm的波长。通过测量具有不同角度α的多个图像，可以针对每个像素位置分别确定量i0、sinδ和并且随后以代表这三个值的伪彩色绘制图像。

将温度控制在±0.1k内，并且利用不大于0.7k每分钟的最佳冷却速率和加热速率进行测量。确定了较低的速率不改变实验结果。在每次测量之前，在470k的温度下对样本复原半个小时(例如，将样本中的应力最小化)。

该方法的另一益处是可以生成定向图像，该图像通过从另一个图像减去一个图像获得。对于本专利申请中给出的图像的情况，减去的图像在350k获得，即，远高于到立方晶系相的转变点。该图像被视为由透镜的反射或光学路径的未校正的光学各向异性所产生的背景。

如由图5可见，除了ts＝282k以外，如由δn的基于温度的斜率变化所指示地，第二相变发生在t*≈190k附近。这在图5的插图中更清楚地示出，其中已从数据减去landau型行为(主图的直线)。为了探索t*附近和以下的eto的性质并获得结构的对称，在磁场中测量双折射数据，其中磁场方向被旋转，使得h分别平行于[100]、[010]、[110]和

利用四方晶系c轴线仔细检查样本的定向，该四方晶系c轴线沿着sto基板的[001]方向很好地定向。已使用三个磁场强度，即h＝0.02t、0.063t和0.1t。关于在100与340k之间的温度范围下在0.02t的最小磁场中的上面提及的所有定向的概览在图6a中给出。图6a描绘了在0.02t的磁场中的作为温度的函数的eto膜的双折射。在该图的插图中示出相对于样本的晶轴的磁场定向。竖直线指示ts、t*和sto的前导动态的发生。

乍一看，t<ts时磁场沿着[110]方向的双折射的完全损失及其在t*处的突然发生非常显著。这与沿着相对方向(即，沿着其中δn在240k以下平稳增大并且在180k附近陡然增大)测量的数据形成鲜明对比。沿着[100]和[010]方向，δn行为非常不同，因为双折射在ts处变为有限并且线性地增大(如由landau理论所预测的)并且在t*附近表现最大值，对于t<t*，几乎是不受温度约束的情况。由于无法完全排除样本相对于外部场的微小的未对准，因此图6a中的数据已在显示的温度区域中归一化到它们的最大值并且在图6b中示出：此处对于[010]和[100]数据相对于它们在180k附近的最大值对数据归一化，并且对于和[110]数据相对于它们在100k附近的最大值对数据归一化。竖直线标记ts和t*。

所有场方向之间的显著差异现在没那么明显，并且具体地，沿着[100]和[010]测量的数据几乎相等，至少在t*与ts之间的范围内(实现四方晶系对称)。然而，[110]和明显不同于以上，并且在t*上方已经彼此之间明显不同。在ts以下沿着两个方向的零双折射很好理解，这是由于在这些方向上，四方晶系畴结构使它们具有同向性。然而，出现在250k以下的两者之间的差异证明了结构已随着在t*处设置的最巨大的改变而变化。这些变化的可视性最好通过观看定向图像来实现，即，光率体的倾斜的角度φ的变化δφ，如针对所有方向和选择的温度所获得的(图7)。

图7a)至7d)描绘了在沿着(a)(b)[110]、(c)[010]和(d)[100]定向的h＝0.02t的磁场中的双折射的温度依赖性(图的上部)。竖直线指示双折射的定向图像获得时的温度(附图的下部)。注意，双折射还揭示了在样本的每个边处的非常规则但不同的应力。

由于存在于图7中的数据在外部磁场中可见，为了进一步测量，磁场强度从0.02t增大到0.1t，对于设备设计来说仍略小。在图8中示出了结果，其描绘在h＝0.1t的磁场中的eto膜的产生的双折射，其中该磁场沿着(a)(b)[110]、(c)[010]和(d)[100]定向。

注意，在图8a)与其余附图8b)至图8c)之间的双折射的刻度范围已改变系数～3。现在，沿着所有方向出现非常明显的差异，其中仅图8a和图8d揭示了在ts＝282k处从立方晶系到四方晶系的相变的明显特征，与低磁场数据截然相反。在图8b和图8c中清楚可见在t*处的转变。其由标记的δn的突然发生给出。然而，同样沿着[010]，该转变以最大值的形式呈现，随后是150k以下的δn的另一增大，而区别于该转变，沿着仅小的不规则。从这些结果中，必然得出仅0.1t的磁场显著影响在t*处的转变和δn并且在ts＝282k引起另一相变，其中，由于δn沿着方向[100]和[010]基本上不同，与四方晶系对称性不相符，因此对称性不同于四方晶系。另一方面，[010]和[110]相当类似地支持该结论。然而，在图8中最明显的特征是δn沿着的巨大增加，其中δn比没有磁场或具有h＝0.02t的磁场大三倍多。

这开启了通过由磁场调谐膜的透明度而进行设备设计的思路。由于沿着的h的数据是最明显的数据并且产生了最显著的效果，因此它们的δφ图像在图9a至图9c中示出，其中在t＝282k处的转变也可清楚地识别，由于在t＝240k<ts处可见到有限δn的明显标志。图9a描绘了磁场方向沿着[110]的h＝0.02t(圆形)和h＝0.1t(正方形)的磁场中的膜的双折射。图9b示出了与沿着的磁场的膜的双折射，其中场强为h＝0.02t(圆形)、0.063t(三角形)和h＝0.1t(空心正方形)。如在该附图的插图(右)所示，直线指的是δn的推测发生温度。该插图示出了δn相对于磁场的发生温度(右)和δn(t＝100k)相对于h的发生温度(左)。图9c)示出了对于温度t＝85、170、240k(从左到右)沿着测量的h＝0.1t的磁场中的δφ图像。

对于ts>t>t*，条状畴(domain)出现，其在t*以下变为棋盘格图案，该图案维持到低至85k的温度，伴随亮度增大。从条状到棋盘格的变化与t*处的转变紧密相伴。由于两个正交的方向[110]和示出了磁场中的最令人吃惊的行为，因此针对h＝0.02t和0.1t两个场强，在图9a)和9b)中对两者的数据进行相互比较。必须再次注意的是，y轴线的刻度范围已在两幅图之间改变，其中图9c)中的刻度大于图9a)的刻度三倍多。

然而，在两种情况下，可以看到磁场将δn的发生切换到更高的温度并且同时增大δn。该效应能够针对方向量化，其中可获得在磁场效应上的更完整的数据。在图9b)的插图中，总结了针对h＝0、0.02、0.063和0.1t的数据。到非双折射状态的转变以及δn两者随着场强非线性增大，这证明了δn相对于外部磁场的巨大灵敏度。沿着名义上正交的方向和[110]的数据的非常明显的差异强调它们之间的不等，只要系统处于四方晶系相，就不应出现这种情况。

关于上面描述的可能的利用eto的设备设计，实施方式可以是用于例如信号处理的二维磁光式光调制器。为此，eto膜应被构造到隔离的台面(mesa)，设置在磁场中并冷却到ts以下的温度，即，接近室温。根据台面的定向方向，明点或暗点出现，它们进而能够重新定向用于工作目的。操作温度易于达到并且开关速度很快，具有高稳定性。用于光调制功能的另一选择是使用旋转磁场或者相反地将膜设置在转盘上。利用变化的旋转角度，光透射或不透射。另一个更复杂的应用是通过双折射的变化检测磁场，具体是在磁场沿着方向引导时。在这种情况下，略小的磁场将eto膜转变为高度异向性的光学材料。

必须指出的是，观察到的效果发生在包括基板的通常无磁性的化合物中，其足够厚以排除界面现象(对它们负责)。

附图标记

100调制器

102光束

104光束

106波导

108波导

110磁体

112eto

114基板

116载体

118温度控制器

120接口

122控制器

124处理器

126存储器

128指令

200光源

202检测器

204估算单元